発達的心毒性の評価における強力なツールとしての鶏胚の使用
2021年3月21日
鶏の胚は、古典的な発達モデルとして、様々な環境汚染物質への暴露後の発達的な心毒性を評価するために私たちの研究室で使用されています。この原稿には、露光法と形態・機能評価法が定められております。
みなさん。青島大学公衆衛生学部毒物学科准教授のQixiao Jiangです。私の研究グループを代表して、私は心臓毒性評価の開発に鶏の胚を使用する資産を提示するつもりです。
鶏胚は、容易な操作、高いアクセシビリティ、閉鎖された独立系、エトセトラのような複数の利点を有する古典的な発達モデルである。フェノールタン酸などの複数の環境汚染物質を扱う。ディーゼル排気、特にカーボンナノ管上の問題。
ラボには複数の暴露方法が確立されていますが、より大きな原因のために、機能評価も日常的に行われます。このビデオでは、露出方法と形態学的機能評価方法の詳細を紹介します。ご興味のある方は、お気軽にお問い合わせください。
ありがとうございました。ここに私があなたに紹介できる私たちの露出方法があります。さて、私が紹介する最初の方法は、空気細胞に直接注入する空気細胞注入です。
卵の表面をポリヨウ化溶液で洗浄します。これは市販のポリヨウ化液であり、脱イオン水で希釈し、1/5である。そして、卵殻をこすらずにティッシュペーパーで乾かします。
スクラブはシェルの外側の保護層コーティングを破るので重要です。暗い部屋のすべての卵をきれいにし、鉛筆で空気セルをマークします。殻に亀裂が入った卵を除外します。
また、側面に空気細胞を持つ卵を除外します。それが鈍い先端を持っている場合、それらは正常に孵化する可能性は非常に低いです。75%アルコールで空気細胞領域、ならびに金属プローブを消毒する。
それらを乾燥させて拭き取り、次にプローブで空気細胞領域の中央に小さな穴を開けます。プローブを空気細胞の奥深くに突き刺さないで下さいます。代わりに、プローブの先端でシェルを壊すだけです。
穴がまだ十分な大きさでない場合は、既存の穴の近くで、先端を挿入できる大きさになるまでシェルを再び壊します。ピペットチップを穴に挿入し、先端が内膜に触れます。ゆっくりと、混合物を注入し、少なくとも10秒間そこに保持します。
これは、分配された油を完全に分配できるようにするためです。次に、チップを取り外します。さて、ブラシと溶かしたパラフィンの滴で穴を密封します。
溶かしたパラフィンを内側の記憶に滴り落とさないように注意してください。密封したら、卵が望ましい胚段階に達するまでインキュベーターに卵を入れます。第二に、私が紹介する方法はマイクロインジェクションです。
まず第一に、卵は空気注入セクションで説明されているようにきれいにし、取り扱う必要があります。この手順は、殺菌フードで行う必要があります。空気セル領域、およびアセトンで器具を殺菌します。
金属プローブで空気細胞領域の中央に小さな穴を開けます。プローブを空気細胞に深く突き刺さないか、内部メモリが破損する可能性があります。次に、同じプロセスを使用して、直径が約2ミリメートルになるまで慎重に穴を拡大します。
これにより、内部メモリの比率を確認できます。その後、マイクロインジェクターで溶液をロードし、慎重に約合計3ミリメートルの内膜に穴を通して針を挿入します。溶液をそっと分配し、針を取り除きます。
針をできるだけ垂直に保ちます。小さなテープで穴を薄く密封します。完全に胚の脱水と、その後のインキュベーション中に死を防ぐために穴をカバーします。
私が紹介する3番目の方法は、空気細胞の注入です。空気セルにガス汚染物質を植え付ける場所。空気細胞注入セクションに記載されているように、卵をきれいにし、取り扱います。
そして、あなたは胚の日17まで卵を読むことができます。胚性17日目に卵を処理して空気細胞領域をマークする。胚性18日目に、インキュベーターから卵を取り出し、空気細胞領域と器具をアセトンで殺菌する。
そして、空気セルの両側に2つの小さな穴を慎重に掘削します。1つはガスやエアロゾルの注入用です。もう一つは、私たちの空気を広げるためのためです。
慎重に穴のサイズを制御し、注入穴の側面はカテーテル針を挿入するのに十分であり、膨張穴の直径は少し大きくする必要があります。直径約1ミリメートル。今、これは私たちがターゲットガスやエアロゾルを保持するために使用するサンプルバッグです。
使用するデバイスは、何でも置き換えることができます。10mLのガスまたはエアロゾルを注射器にそっと注ぎます。そして、注射器を慎重に内側の針をリモートでカテーテル針に取り付け、柔らかくします。
このカテーテル針を注入穴にそっと挿入します。それが入ったら、カテーテル針に圧力をかける。これは、注射部位からの漏出を最小限に抑えるためである。
あなたの注入の確認のための外出の穴と別の指を置くことができる。注入をやさしく行うと、流出孔からの空気の流れが容易に感じられるはずです。それは追放される空気細胞の元の空気です。
注入が終わったら、すぐに両方の穴を密封する。これらのテープとあなたのインキュベーターに卵を返します。エンドポイント評価プロセスについて紹介します。
ペントバルビタール33mg/kgで動物を完全に麻酔します。開いてテストされたIPインジェクション。次に、操作テーブルの上に鶏を置きます。
腹部の面積と電極をエタノールで殺菌します。次に、2本の針電極を腹部サブの両側から連続的に挿入する。針が皮膚を少し持ち上げることによって腹部の空洞に入らないようにしてください。
そして、そこから針を挿入します。挿入したら、胸腔の側面に届くまで針を慎重に前方に押し出します。針が体の奥深くまで入ったり、皮膚から突き出たりしないようにしてください。
次に、心電図装置で測定を行います。EKGが可能な他のセミナリー器具も同様に使用することができます。これは、Motrin のマップを行う第 2 のエンド ポイント評価方法です。
これはHMEの方法で心臓の断面です。これは私たちが測定しようとしている右心室です。これを行うには、2 つのルーラーを使用します。
ルーラー 1、およびルーラー 2。ここで、ルーラー 1 を画面にコピーし、適切なサイズに変更してから回転させます。そして、水平線の両端が3つの右心室壁の2つの端に置かるように移動します。
そして今、私たちは3つの右心室の壁を横切る7つの測定ラインを持っています。次に、セカンダリルーラーを図にコピーします。また、それを少しサイズ変更し、回転して置き換えて、同様に配置されるようにします。
この水平線は右心室の外壁と平行に行きます。そして、垂直なものは、定規の白質線が内壁または右心室と交差するポイントを横切ります。そして、後で画像J.を使用して測定できるように測定ドットを作り、このプロセスをサンプルごとに7回繰り返し、右心室の代表的な測定を行います。
現在の結果の概要を示します。これは、インキュベーション前の卵へのPFOA注入であり、そして、注射のそれらの増加に伴って血清中の血清濃度LPFが効果的に増加することを見ることができる。実施例に従って、マイクロインジェクションの有効性。
Aがコントロールであり、Bは、大きな蛍光qタンパク質中のウイルス対策表現が注入されている場所であることがわかります。強い蛍光を見ることができます。そして、これは上皮注入の有効性のためのデモンストレーションです。
輸液では、心筋組織に劇的な光ファイバーの変化が見られたことがわかります。大丈夫です。また、孵化鶏のR-R間隔が0、1、2週間であることがわかります。また、ディーゼル排気を注入した後も大きく変化した。
このメソッドを考慮に入れ、このメソッドを考慮します。ここで、この例では上皮注入の有効性もわかる。ディーゼル排気を注入したエアロゾルの後に心臓の右心室が効果的に増加したことがわかります。
そしてもちろん、ここではヒストモルフォメトリクス法を用いている。私たちはあなたに見せるだけです。これは非常に効果的です。大丈夫です。
これは私があなたに提示しようとしているすべての方法です。私はこれが発達毒性学の強力な研究ツールとして鶏の胚と他の人々の仕事を促進できることを願っています。よい一日を。
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概要
この研究では、環境汚染物質による心毒性評価のために、鶏の胚を古典的な発生モデルとして利用しています。この論文では、研究で採用した暴露方法と形態学的および機能的評価技術について詳述しています。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 発生毒性学
- 環境健康
- 心毒性評価
背景
- 鶏の胚は発生生物学で広く使用されています。
- 毒理学的影響の研究に適した管理された環境を提供します。
- 環境汚染物質は心臓の発達に重大な影響を与える可能性があります。
- これらの影響を理解することは公衆衛生にとって重要です。
研究の目的
- 様々な環境汚染物質の心毒性効果を評価すること。
- 信頼性の高い暴露と評価方法を確立すること。
- 発生毒性学の理解に貢献すること。
使用された方法
- 環境汚染物質への鶏の胚の暴露。
- 心臓構造の形態学的変化の評価。
- 心臓機能の機能評価。
- 毒理学的評価のための確立されたプロトコルの利用。
主要な結果
- 心毒性を引き起こす特定の汚染物質の同定。
- 評価方法の有効性の実証。
- 環境被ばくの発達への影響に関する洞察。
- 将来の研究のための有用なモデルとしての鶏の胚の確立。
結論
- 鶏の胚は心毒性効果の研究に効果的です。
- 環境汚染物質は心臓の発達にリスクをもたらします。
- 長期的な影響を探るため、さらなる研究が必要です。
よくある質問
Executive Industry Relevance
The chicken embryo model provides a physiologically relevant, accessible system for early-stage assessment of developmental cardiotoxicities, enabling mechanistic de-risking of environmental contaminants before mammalian studies. Its well-defined cardiac development timeline and structural similarity to mammalian hearts support predictive confidence in target validation and pathway interrogation. This approach aids in prioritizing compounds for further investigation and reducing late-stage attrition in safety profiling.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to cardiac developmental pathways and functional target validation.
- Operational Value: Supports biological de-risking by assessing cardiotoxic effects of pollutants such as PFAS, particulate matter, diesel exhaust, and nanomaterials.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage through quantitative endpoints including electrocardiography, histomorphometry, and molecular biomarkers.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Establishes standardized exposure methods (air-cell injection, microinjection, air-cell inhalation) for reproducible compound screening.
- Quantitative Outputs: Generates functional (ECG-derived R-R intervals) and morphometric (ventricular wall measurements) data for hit-to-lead decision-making.
- Scalability: Enables timed exposure from embryonic day 0 to pre-hatch, supporting dose-response and window-of-susceptibility studies.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Leverages conserved four-chambered heart development to bridge findings to mammalian models.
- Mechanistic De-risking: Uses immunohistochemistry, qRT-PCR, and Western blotting to assess molecular pathways altered by contaminant exposure.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions based on structural and functional cardiac endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows by providing a vertebrate model for mechanistic insight prior to rodent studies, enhancing predictive value in lead identification.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on cardiac developmental toxicity pathways through controlled pollutant exposure.
- Screening: Delivers assay-ready systems with functional and structural readouts for compound evaluation.
- Analytics: Enables quantitative comparison of cardiac function (ECG) and morphology (histomorphometry) across treatment groups.
- Translational Research: Connects developmental findings to preclinical validation via conserved cardiogenic mechanisms.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for assessing diverse environmental contaminants in developmental safety profiling.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in developmental cardiotoxicity.
- Operational Value: Promotes standardization and reproducibility through defined exposure windows and validated assessment endpoints.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early de-risking of compounds with cardiac liability.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization through translatable developmental toxicity data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in embryological handling, microinjection techniques, and cardiac electrophysiology.
- Dependent on incubation infrastructure and sterile procedure execution for exposure and assessment.
- Necessitates cross-team alignment on exposure timing, dosing, and endpoint selection for reproducible outcomes.
- Involves adaptation considerations due to species-specific antibody availability for immunohistochemical assays.
- Limited by the absence of placental transfer modeling, which may affect extrapolation to certain maternal exposure scenarios.
